化工機械設備的新型防腐設計及措施分析

陳碧華

摘要：化工機械設備在化工行業(yè)中被大量使用，設備的使用效率和質量安全都會直接的影響著化工行業(yè)的發(fā)展。化工機械設備由于其自身工作性質，容易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。為了使化工機械設備更好的投入使用，需要對其進行防腐。文章從兩個方面對化工機械設備進行防腐處理，首先分析化工機械設備出現(xiàn)腐蝕的原因和表現(xiàn)，然后再提出化工機械設備的新型防腐設計，最后為了更好起到防腐效果，提出了化工機械設備的防腐措施。

關鍵詞：化工機械設備;防腐設計;措施

中圖分類號：TQ050.9

文獻標識碼：A

文章編號：1001-5922（2019）08-0083-04

在化工行業(yè)，化學材料是必不可少的，而且會經(jīng)常用到，有些化學原料具有較強的腐蝕性，此時，溫度過高，又比較干燥，這些具有強腐蝕性的化學材料的介質就會與化工機械設備所接觸，就會發(fā)生化學反應生成金屬氧化物，就會使化工機械設備受到損害，該過程就是化學腐蝕[1]。還有一種腐蝕叫做電化學腐蝕，這種腐蝕正好與化學腐蝕相反，常常發(fā)生在潮濕的環(huán)境下，發(fā)生的化學反應是氧化還原反應[2]。化學腐蝕和電化學腐蝕是比較常見的兩種腐蝕，而且也是傷害較大的腐蝕。化工機械設備的腐蝕狀況還有大氣腐蝕、高溫氧化腐蝕、晶間腐蝕、剝層腐蝕、疲勞腐蝕、焊接應力腐蝕、縫隙腐蝕還有點狀腐蝕等，在這些腐蝕中疲勞腐蝕和焊接應力腐蝕也都比較容易發(fā)生[1]。這么多腐蝕的情況，說明化工機械設備是比較容易收到腐蝕傷害，而且這些腐蝕都會對機械設備造成或輕或重的影響，從而讓化工生產(chǎn)直接收到影響，所以需要對化工機械設備的進行防腐處理，本文就是針對化工機械設備易受腐蝕而提出化工機械設備的新型防腐設計及措施，希望能減少化工機械設備的腐蝕現(xiàn)象。

1 化工機械設備的腐蝕原因和腐蝕表現(xiàn)

1.1 化工機械設備腐蝕的原因

化工機械設備腐蝕的原因有很多，但是通過對各種原因進行歸納總結，得出其原因主要有三點，分別為腐蝕的內部原因、腐蝕的外部原因和管理原因。現(xiàn)在一一對其進行分析。

1.1.1 腐蝕的內部因素

1）化工機械設備本身的耐腐蝕性很弱，這主要在于該機械設備在出場前就沒有好好對其進行防腐處理，比如單板很薄，鍍層不好，甚至金屬質量出現(xiàn)問題，這樣的機械設備是不符合質量要求的，會很容易受到腐蝕侵害的。

2）在于很多的化學物質直接與化工機械設備相接觸。當很多的化學物質與機械設備接觸時，而機械設備又不容易清洗，由于機械設備體積很大或者內部零件很多，出現(xiàn)很多死角的地方.當殘余的化學物質沒有清洗干凈時就會直接與化工機械設備發(fā)生化學反應，尤其是溶液類物質比較容易發(fā)生化學反應，從而造成腐蝕現(xiàn)象。而且當化工機械設備所接觸的化學物質較多時，且這些化學物質是不同種類的，這種情況也會發(fā)生化學反應，從而提高化工機械設備發(fā)生腐蝕的風險。

3）在于化工機械設備的零部件過多。化工機械設備是一種很復雜的設備，零部件很多，而且安裝也不容易，對于這些零部件的防腐也要做到符合要求，而且由于在安裝過程中復雜性，這些零部件是比較容易受到腐蝕的，所以如果不能及時的對這些零部件進行防腐處理，就會造成整個機械設備的出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。

1.1.2 腐蝕的外部原因

在實際情況下，化工企業(yè)的環(huán)境決定了化工機械設備是處于一種弱酸強堿的工作狀態(tài)下，而且這種狀態(tài)是長時間不間斷的。當環(huán)境溫度很高且干燥時，化工機械設備就容易發(fā)生化學反應，出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。當工作的環(huán)境比較潮濕時，化工機械就容易發(fā)生電子電解，從而是化工機械設備發(fā)生電化學腐蝕[3]。還有就是當機械設備的表面沒有進行很好的維護，出現(xiàn)的粗糙的表面，這些粗糙表面就會粘附灰塵或者化學物資，就容易造成機械設備受到腐蝕。

1.1.3 管理原因

化工機械設備發(fā)生腐蝕的原因除了設備自身的防腐質量不達標和設備所處的一個外部環(huán)境因素外，化工機械設備的管理不當，也會造成腐蝕現(xiàn)象。在化工機械設備長期工作之后，就會出現(xiàn)各種各樣的問題，有些是小問題，管理者不容易被發(fā)現(xiàn)，長期積累之后就會造成嚴重的腐蝕影響，就會影響設備的正常運行。所以當管理者對對機械設備的管理不善，不能及時發(fā)現(xiàn)設備中的問題，隨著時間的推移，設備的受腐蝕的速度會越來越快，就會造成嚴重的大面積受損害。

1.2 化工機械設備腐蝕的表現(xiàn)

化工機械發(fā)生腐蝕時，會出現(xiàn)兩種狀態(tài)的腐蝕表現(xiàn)。分別為局部腐蝕和平衡腐蝕。

1.2.1 局部腐蝕

局部腐蝕在化工機械設備中是最為常見的一種腐蝕表現(xiàn)，該腐蝕表現(xiàn)在同一個部分里出現(xiàn)不一致的腐蝕面，比如，在鐵軌中的鋼制品出現(xiàn)局部的腐蝕，這種腐蝕特點是鋼制品的下部金屬的腐蝕較為嚴重，然而該金屬的上部腐蝕比較輕微[4]。當時當局部發(fā)生腐蝕后，如果沒有進行處理，隨著時間的推移，該部分的腐蝕會影響其他地方的腐蝕，即這種腐蝕面積將會變大，腐蝕也會越來越明顯。當沒有得到很好的控制后，化工機械設備將會因為局部的腐蝕造成整個設備的癱瘓。

1.2.2 平衡腐蝕

這種腐蝕表現(xiàn)是因為化工機械設備在長期處于溶液的侵蝕性氣體中，就會造成腐蝕現(xiàn)象，這種腐蝕現(xiàn)象的特征是線性平衡的[5]。比如，當化工機械設備在恰當?shù)娜芤夯蛘呖諝庵袝r，當然這種溶液或者空氣中存在強腐蝕性的物質，這些物質就會停留在化工機械設備上，并且是均勻的覆蓋在機械設備的表面，就會出現(xiàn)均衡腐蝕現(xiàn)象。這種腐蝕表現(xiàn)的原因，還可以通過儀器進行檢測。此時，為了防止這種表現(xiàn)，應該使用耐腐蝕材料來阻止腐蝕的速度。

2 化工機械設備的防腐設計

化工機械設備的設計過程也會影響腐蝕的發(fā)生，如果設計過于復雜或者不合理，機械設備在使用過程中就會出現(xiàn)很多問題，比如容易積液、容易產(chǎn)生熱應力等，這些不好的現(xiàn)象就是影響化工機械設備發(fā)生腐蝕的原因[6]。即使是化工機械設備的幾何形狀不恰當都會造成其腐蝕，所以化工機械設備的設計不能僅僅只考慮到設備用途本身，還應該考慮到防腐設計，只有當化工機械設備的自身防腐設計好了，才能夠有效的防止其他的腐蝕。化工機械設備的防腐設計如下。

2.1 簡化化工機械設備的形狀

因為化工機械設備的形狀過于復雜，就會很容易出現(xiàn)死角的地方，當與化學物質接觸時難以清理干凈，長時間就會導致化工機械設備出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。所以設計化工機械設備時盡量用簡單的形狀來代替，并且機械設備的材料也要選擇用相同的金屬材料，這樣就會使化工機械設備容易清理，不會留有死角的位置，化工機械設備就不容易有殘留化學物質，能夠防止出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。

2.2 減少化工機械設備的縫隙

在有些化工機械設備中，尤其是碳鋼、不銹鋼、鋁等材質的設備很容易出現(xiàn)縫隙，有縫隙的地方就容易出現(xiàn)化學成分殘余，就容易造成縫隙腐蝕，當沒能得到處理后，縫隙腐蝕會進一步發(fā)展成為應力腐蝕和孔蝕，就會給化工機械設備造成破壞。還有就是在設計化工設備時，不能出現(xiàn)凹面的情況，因為一旦有凹面，就容易積累水分或者化學物質，長時間就會造成機械設備腐蝕，如果在設計過程中，只能出現(xiàn)凹面，這種情況下就得設置排水管，要保證機械設備是處于干燥的狀態(tài)下。

2.3 優(yōu)化機械設備的焊接工藝

焊接不恰當就會造成嚴重的腐蝕現(xiàn)象。比如，在焊接時出現(xiàn)了焊瘤或者其他的焊接缺陷，這些缺陷的地方就容易引發(fā)腐蝕現(xiàn)象，而且咬邊的缺陷會造成應力集中，它的凹陷邊還很容易出現(xiàn)夾縫，焊瘤也會造成這種現(xiàn)象，出現(xiàn)應力集中和夾縫，該現(xiàn)象是極易造成嚴重的腐蝕現(xiàn)象的[7]。所以在為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，在焊接過程中要采用連續(xù)性焊接工藝，不是使用間接的焊接工藝，因為間接的焊接工藝就會造成應力集中和夾縫，還有在焊接過程中不能出現(xiàn)焊接缺陷，要優(yōu)化焊接工藝。

2.4 優(yōu)化化工機械設備的表面涂層工藝

為了防止化工機械設備的出現(xiàn)腐蝕，最為常見的一種方式就是在其表面進行涂漆，該種方式操作簡單且具有防腐作用，但是在漆料的選擇上我們需要特別注意，選擇防銹漆是最好的，這樣就可以將化工機械設備與空氣中化學成分隔絕或者不讓腐蝕介質直接的接觸機械設備的表面。焊接處室很容易出現(xiàn)腐蝕的，所以在焊接處進行涂漆可以很好的防止腐蝕。還需要特別注意的是涂漆不能使化工機械設備的強度和結構發(fā)生變化。在涂漆之前，我們還要知道涂漆地方的材料的材質、使用條件、形狀和表面狀態(tài)等，這些都會影響涂漆的效果。而且選擇的漆料的性能要符合要求，刷漆過程中也要按照刷漆工序嚴格進行操作。

2.5 優(yōu)化化工機械設備的強度設計

由于化工機械設備的工作環(huán)境比較惡劣，空氣中會存在高濃度的腐蝕性物質，這樣的而工作環(huán)境不僅會造成機械設備的腐蝕現(xiàn)象，還會降低化工機械設備的強度，所以，在設計機械設備的強度時，該損耗的強度不能不考慮進去，都在機械設備的強度在使用過程就會由于環(huán)境的原因而不足。設計機械設備時還要考慮到腐蝕余量，留有一定的腐蝕余量能讓機械設備工作更加穩(wěn)定，不容易被腐蝕所侵害。

2.6 合理運用緩蝕劑

緩蝕劑顧名思義就是防止金屬受到腐蝕，其作用效果很明顯。它的工作原理是緩蝕劑的分子會與牢牢的吸附在金屬表面，緩蝕劑的分子性能越強，其吸附能力就會越大，這種吸附能力就可以很好的防止金屬表面直接與腐蝕物質接觸，從而達到直接的防腐效果。在機械設備中比較常見的緩蝕劑有超級除蠟水、阻垢劑等，這些物質有良好的水溶性，吸附在金屬表面形成一種膠束結構的防護膜。這種緩蝕劑能夠是化工機械設備達到很好的防腐效果，而且防腐時間長。

3 化工機械設備的防腐蝕措施

化工機械設備由于其工作性質，受到腐蝕是很容易的，但是一旦出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象就會是化工機械設備出現(xiàn)不定程度的損害，所以對其要進行防腐措施，盡量防止化工機械設備的腐蝕程度。文中提出了幾點防腐措施，具體介紹如下。

3.1 選擇合適的化工機械設備材料

化工機械設備因為腐蝕的原因造成了很多的機械設備出現(xiàn)損壞，這樣對于化工企業(yè)來說會造成成本損失，對于社會來說就是一種資源浪費，對于環(huán)境來說就是污染環(huán)境，所以為了防止化工機械設備對企業(yè)、社會、環(huán)境的影響，在制造機械設備時就應該將其考慮其中，盡量選擇一些可以利用回收的材料，比如選擇的材料可以用來生產(chǎn)塑料，這樣不僅不會對環(huán)境有傷害，還可以節(jié)約資源，將資源循環(huán)利用。在選擇制造機械設備的金屬材料時，不能隨便選擇，要考慮到這些材料的使用壽命，還有該機械設備的使用功能和使用環(huán)境，當然還有機械設備的經(jīng)濟成本，在考慮這些因素的同時要始終把資源可持續(xù)發(fā)展放在首位。而且不同材料的防腐性能是不一樣的防腐方式也是不一樣的，所以對于化工機械設備的材料選擇要嚴格，考慮多方面的因素。

3.2 采取適當?shù)姆栏O計

在化工機械設備的防腐過程中，防腐劑的使用要以化學品為依據(jù)進行防腐工作，不能隨便使用。而且在設計化工機械設備時要考慮其外觀，盡量將外觀進行簡化，這樣可以降低機械設備的腐蝕。在凹面的機械設備中要設置排水系統(tǒng)。在焊接過程中要嚴格控制，不能出現(xiàn)焊接缺陷，并且對于焊接工藝要不斷完善，提高焊接效果。

3.3 設備的防腐蝕方法

因為化工機械設備容易受到腐蝕侵害，所以設備防腐蝕的方法很多。在進行方式的選擇時，技術人員要依據(jù)金屬自身的特性考慮，還需涂抹防腐蝕材料。在眾多方式中電化學保護法是比較容易常見的防腐方式，也是一種效果較好的方式，其防腐原理是通過電化學機理使化工機械設備的性質變得更好，優(yōu)化后的金屬材料就會變成腐蝕電級中的陰極，從而達到防腐的作用。還有外加電流法和犧牲陽極保護法，這兩種方式能夠很好的起到防腐作用，所以被很多行業(yè)所應用。

3.4 鋪設防腐層

為了防止化工機械設備腐蝕，保證機械設備的安全和效率，在化工機械設備上涂抹耐腐蝕金屬或者非金屬材料，可以起到防腐蝕作用。鋪設防腐蝕層至少可以減少發(fā)生腐蝕的概率，金屬層可以通過噴射或者涂抹的方式將金屬設置防腐層，用金屬當做保護層的時候，需要將金屬通過高溫溶解，溶解之后需要采用高速噴射的方式噴射于被防腐材料上，這樣該金屬就可以很好的對化工機械設備進行防腐。

3.5 化工機械設備的工作環(huán)境防腐

化工機械設備的工作環(huán)境也會影響著設備的腐蝕情況，當空氣中水分、氧氣等物質較多時，空氣中還存在具有腐蝕性的化學成分，就容易使機械設備發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。所以要盡量消除空氣中的不必要成分，可以使用脫氧劑將化工機械設備的工作的環(huán)境進行除濕，還要盡可能的讓設備中的水分減少。

3.6 做好化工機械設備的防腐管理工作

當對化工設備進行了很好的防腐處理后，或者使用各種防腐方式之后，化工機械設備能夠起到很好的防腐效果，但是機械設備經(jīng)過長時間的工作之后，必然會出現(xiàn)不定程度的腐蝕現(xiàn)象，當出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象后沒能及時的進行處理，就會造成更加嚴重的后果。所以，對化工機械設備的防腐管理工作必不可少。在管理工作過程中，要根據(jù)化工機械設備的使用情況進行定期或者不定期的檢查，當發(fā)現(xiàn)化工機械設備出現(xiàn)腐蝕情況時，應該及時的對腐蝕情況進行處理，發(fā)現(xiàn)及時的化工機械設備只用簡單進行處理就可以繼續(xù)使用。當發(fā)現(xiàn)較為嚴重個的腐蝕情況時，就需要將該腐蝕部位的進行更換，不然會影響化工機械設備的使用效果。當發(fā)現(xiàn)設備的腐蝕情況已經(jīng)嚴重影響到機械設備的使用情況，或者機械設備由于腐蝕嚴重已經(jīng)不能進行生產(chǎn)加工，對于這樣的設備要及時淘汰，不再使用，以免造成更大的事故。

4 結語

綜上所述，化工機械設備的腐蝕會給設備造成不同程度的影響，輕則對腐蝕的零部件進行更換或者修理，重則將直接使設備造成癱瘓，而且，化工機械設備的工作環(huán)境較為惡劣，會存在很多的腐蝕性物質，所以對化工機械設備進行防腐處理非常必要。因此，本文提出了在機械設備的設計上進行防腐，提出了新型防腐設計。為了更加全面的防止化工機械設備出現(xiàn)防腐，提出了一些防腐措施。目前，我國的防腐技術還不夠發(fā)達，通過科學技術的發(fā)展，我國在化工機械設備上的防腐工作將會越來越完善，機械設備的使用壽命將會更長久。

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